[发明专利]具有过压保护的电能接收端及无线电能传输装置

说明书

本发明公开了一种具有过压保护的电能接收端及无线电能传输装置。将电能接收线圈拆分为第一接收线圈和第二接收线圈，以使得在正常工作中，第一接收线圈和第二接收线圈共同和阻抗匹配网络谐振工作以高效率接收能量，当电能接收端发生过压时，第一接收线圈和阻抗匹配网络(或是第二接收线圈和阻抗匹配网络)形成一个回路，并且回路的阻抗不匹配，使得电能接收端接收的能量大幅减少，从而解决电能接收端的电压过压问题。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，更具体地说，涉及一种具有过压保护的电能接收端及无线电能传输装置。

背景技术

无线电能传输技术由于安全方便等优点广泛应用于电子充电领域中，实现无线电能传输的方式主要有磁感应式和磁共振式两种方式，通常常用的为磁共振式，磁共振式无线电能传输装置主要包括电能发射端和电能接收端，两者通过电磁共振原理实现能量传输。

一般来说，电能发射端包括有逆变器、阻抗匹配电路和发射线圈，接收部分包括有接收线圈、阻抗匹配网络、整流电路和直流电压转换电路(DC-DC变换器)，在工作过程中，电能发射端接收交变电流产生空间磁场，电能接收端感应交变磁场产生期望的电压信号供给电子设备。但是，在电能传输过程中，由于电能发射线圈和电能接收线圈的耦合会发生变化，例如耦合突然增强或者发射线圈中的磁场能量突然增大，这将导致整流电路后的直流电压Vrect超过预设电压值，过大的电压会损坏电能接收端中的DC-DC变换器，甚至是负载侧的电子设备。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了具有过压保护的电能接收端及无线电能传输装置。通过将电能接收线圈拆分为至少两个接收线圈，以使得在正常工作中，多个接收线圈和阻抗匹配网络谐振工作以接收能量，当电能接收端发生过压时，接收线圈的一部分和阻抗匹配网络形成一个回路，并且回路的阻抗不匹配，使得电能接收端接收的能量大大减少，从而解决电能接收端的电压过压问题。

依据本发明的一种具有过压保护的电能接收端，用以接收与其隔离的电能发射端传输的能量，

所述电能接收端包括接收线圈、阻抗匹配网络、整流滤波电路、DC-DC变换器和过压保护开关电路，

所述接收线圈至少包括第一接收线圈和第二接收线圈，所述第一接收线圈和所述第二接收线圈依次串联连接在所述电能接收端的输入端和所述整流滤波电路之间；

所述阻抗匹配网络至少包括与所述第一接收线圈串联的第一阻抗电路，所述接收线圈和所述阻抗匹配网络谐振工作以耦合所述电能发射端传输的磁场能量，产生高频的交流电压信号；

所述整流滤波电路接收所述高频的交流电压信号以产生直流电压信号；

所述DC-DC变换器接收所述直流电压信号以转换为期望的输出电压供给电子设备；

所述过压保护开关电路串联连接在所述接收线圈和接地端之间，当检测到所述直流电压信号超过预设电压值时，则通过开关控制信号控制所述过压保护开关电路的开关状态，以使得所述直流电压信号不超过预设电压值。

进一步的，所述电能接收端还包括产生所述开关控制信号的过压控制电路，所述过压控制电路包括采样电路和滞环比较器，

所述采样电路采样所述直流电压信号，以获得采样电压信号；

所述滞环比较器接收所述采样电压信号和第一参考电压信号，输出所述开关控制信号；

当所述采样电压信号大于所述滞环比较器的上限电压值时，所述开关控制信号为有效状态以控制所述过压保护开关电路导通；当所述采样电压信号小于所述滞环比较器的下限电压值时，所述开关控制信号为无效状态以控制所述过压保护开关电路关断。

优选的，所述整流滤波电路包括半桥整流电路和滤波电容，